PRZYRODA i TECHNIKA
c z a s o p i s m o , p o ś w i ę c o n e p o p u l a r y z a c j i n a u k p r z y r o d n i c z y c h i t e c h n i c z n y c h
W y c h o d z i r a z n a m i e s i ą c z w y j ą t k i e m l i p c a i s i e r p n i a
KOMI TET REDAKCYJNY:
Przewodniczący prof. E. Rom er, wiceprzew. prof. M. Siedlecki R E D A K C J A : Dr. A n n a d’Abancourt- Koczwar owa, Katowice, ul. Sienkiewicza 19 ADMI NI S T RA CJ A: Lwów, Czarnieckiego 12. P .K .0.149.598
T R E Ś Ć
Artykuły. R . K u n tz e : D w ie sprzeczn e te o r je o p o ch o dzeniu o w a d ów . — B . S za b u n ie w ic z : O r o li fiz jo lo g ic z n ej i sk ła d zie k rw i. — W ł. J a w o rs k i: M eteorolog ia a s zy b ow n ictw o.
Postępy i zdobycze wiedzy. B rom w k rw i ch ory ch na p sy ch o z ę cy k liczn ą . — P rob lem och ro n y łosia w P o l
sce. — S zanghaj. — T ra n s p ort r o p y i ga zu w A m eryce.
Rzeczy ciekawe.
Co się dzieje w Polsce. K a len d a rz y k a stron om iczn y na m iesią c lu ty. — P ierw sza p olsk a w y p ra w a naukow a do A fr y k i. — S ole p ota sow e. — G ran ica m orska R z e c z y p o s p o lite j.
Ruch naukowy i organizacyjny. I I I N a u k ow y Z ja z d P o m orzozn a w czy. — X I V Z ja z d P r z y r o d n ik ó w i L e k a r z y P o lsk ic h . — W y sta w a „ P r z y r o d a , Z d row ie i O pieka S p o łe c z n a “ .
K siążki nadesłane.
Przegląd Czasopism.
Słowniczek wyrazów obcych i terminów naukowyeh.
R O K XII ZES ZYT 1
S T Y C Z E Ń 1 9 3 3 Prenum erata r oczn a z ł . 8*40
N A K Ł A D S. A . K S I Ą Ż N I C A - A T L A S T . N. S. W ., L W Ó W - W A R S Z A W A
Uwagi dla P. T. Współpracowników Przyrody i Techniki.
Artykuły i notatki uprasza się nadsyłać p r z e p i s a n e n a m a s z y n i e , lub pisane odręcznie w sposób b a r d z o c z y t e l n y . Artykuły te i notatki są honorowane w wysokości 60 zł.
za arkusz, o ile ukażą się w druku.
Oprócz honorarjum może autor otrzymać bezpłatnie 20 egzem
plarzy odnośnego zeszytu. Odbitki wykonuje się tylko na wyraźne życzenie autora na poczet honorarjum. Autorzy, reflektujący na odbitki, winni zaznaczyć, w jakiej formie życzą je sobie otrzymać (w okładce, bez okładki, z nadrukiem tytułu lub bez, łamane lub nie i
t.
p.).Rękopisów ani maszynopisów redakcja nie zwraca.
Uwagi dla P. T. Prenumeratorów.
Pisma w sprawie prenumeraty nadsyłać należy tylko pod adresem Admi
nistracji Przyrody i Techniki: Książnica-At las, Lwów, Czarnieckiego 12.
Prenumeratę najlepiej wpłacać blankietem P. K. O. na nr. 149.598.
Prenumerata roczna zł. 8,40, półroczna zł. 4,20.
Zeszyt pojedynczy zł. 1,— .
S k ł a d y g ł ó w n e : Książnica-Atlas, Oddział w Warszawie, ul. Nowy Świat 59. — Księgarnia św. Wojciecha, Poznań, plac Wolności 1, Lublin i Wilno. — S. A. Krzyżanowski, Kraków, Linja A—B.
R. Jasielski, Stanisławów. — W. Uzarski, Rzeszów.
S k ł a d y h u r t o w e : Księgarnia Katolicka, Katowice, św. Jana 14.
S. Seipelt, Ska z ogr. odp., Łódź, Piotrkowska 47.
Zwróć iiwa.gę na
r
„Swia t i Życie“
Ogłoszenie na stronie 3 okładki!
ROK XII. STYCZEŃ 1933. ZESZYT 1.
PRZYRODA I TECHNIKA
C ZA SO P IS M O P O Ś W IĘ C O N E P O P U L A R Y Z A C J I N A U K P R Z Y R O D N . I T E C H N IC Z N Y C H
W S Z E L K IE P R A W A Z A S T R Z E Ż O N E . P R Z E D R U K D O Z W O L O N Y Z A P O D A N IE M ŹR Ó D ŁA.
Dr. ROMAN K O _____
D W IE SPRZECZNE TEORJE O POCHODZENIU OW ADÓW . G dy w d ru giej p ołow ie u biegłego stulecia te o rja o ew olu cji grup system atycznych świata zw ierzęcego odniosła d e cyd u ją ce zw ycięstw o, zapanow ał w z o o lo g ji okres, w k tórym najin tesyw n iej upraw ianym kierunkiem była filogen ja , t. .j. p raca nad w yjaśnieniem pochodzenia poszczególn ych grup i ich pokrew ieństw a. Jako m etod do spełniania sw oich zadań używ ała filo g e n ja przedew szystkiem m o r fo lo g ji p o rów naw czej i em b rjolog ji, w m niejszym stopniu korzystając rów nież z p a leon tolog ji i zoo g e o g ra fji.
W ted y to B r a u e r (rok 1869), L u b b o c k (rok 1874) i P a - c k a r d (rok 1883) sform ułowali o pochodzeniu Owadów i pokrewień
stwach ro d ow y ch grom ad C złon kon ogów w og óle teorję, która praw ie że niewzruszona przetrw ała aż do p oczątków X X wieku. D opiero w i'. 1911, a w ięc w okresie, gd y filo g e n ja straciła ju ż dom inujące stanowisko w śród różn ych gałęzi z o o lo g ji,1 stw orzył H a n d l i r s c h teorję biegunow o przeciw ną. Zadaniem niniejszego szkicu będzie przedstawienie treści obu te o ry j i ich przeciwstaw ienie.
T eorja stara opiera się na pew nym p oglądzie na nader interesu
jącą grupę zwierząt, zam ieszkujących połu dniow ą p ó łk u lę : Pratchaw ce czyli Pazurnice ( P r o t r a c h e a t a , O n y c h o p h o r a , M a l a - c o p o d a ) . Zw ierzęta te, postaci robakow atej, p osiadają jed n ak od nóża, system ich od dech ow y w ykształcon y jest ja k o w puklenia nabłonka, a zatem p odobn ie d o systemu tchaw k ow ego W ijó w i Owa
dów, system zaś w ydzieln iczy jest iden tyczn y z narządam i nerkowem i odcinkowem i Pierścienic. W ykształcenie ty ch dw u system ów orga
nów — narazie p om ijam y inne szczegóły organ izacji Pratchaw ców , — naprowadziło na myśl, że są one pośrednią grupą pom iędzy P ierście
nicami a W ijam i, t. j. m iędzy temi pierwszem i a pew nym zespołem gromad Członkonogów , m ianow icie C złonkonogam i tchawkodysznem i.
1 Ta utrata przez filogenję stanowiska czołowego w zoologji spowodowa
na została przez coraz to rosnącą specjalizację na polu zoologji, w na
stępstwie której znaczna część zoologów współczesnych nie posiada tak sze
rokich zainteresowań, jakich choćby tylko rozważania na terenie filogenji wymagają, lecz ogranicza się do pracy w tymczasowo powołanych do życia nowych działach zoologji, jak mechanika rozwoju, genetyka, t. zw.
biologja ogólna i t. p.
2 Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów.
Takie bezpośrednie nawiązanie C złonkonogów tehaw kodysznych do Pierścienic spow odow ało rozbicie całego typu na dw ie oddzielne gałęzie rozw ojow e, gdyż w szeregu Pierścienice — Pratchaw ce — W i
je — O w ady zabrakło m iejsca dla C złonkonogów skrzelodysznych (S k oru piak ów ) i dla P łucodysznych (P a ję cz a k ó w ). Nie ulega w ątpliw ości, że taki p oglą d właściw ie b yłb y dostateczną przyczyną dla odrzucenia p ojęcia typ u C złonkonogów w ogóle ja k o skupienia zupełnie sztucznego grup, oddzielnie w yw odzących się od typ u niż
szego. Jeśli m imo tego p o ję cie typu tego utrzym ało się w p odręczn i
kach, to tylk o dlatego, że, mimo powyższego szeregu rozw ojow ego,
R yc. 1. E operipatus Wel- R yc. 2 ..Przerzutka (Machilis), przedstawiciel R yc. 3. W idłogonka don i — przedstaw iciel rzędu S zczeciogonów (Thysanura). (a — ze (Cam podea) . Objaśnie- P ratchaw ców (a — ze strony grzbietow ej, b — brzusznej). Na nia, jak do ry c. 2. Po- stron y grzbietow ej, b — brzusznej stronie odw loką widać szczątkow e w iększenie ok . 5-krotne.
ze strony brzusznej). odnóża. Na rys. b, dla braku miejsca, nie przedstaw iono rożków w całości. Pow ięk
szenie 2-krotne.
m iędzy Skorupiakam i a Członkonogam i tchaw kodysznem i istnieje daleko posunięta zgodność w m etam erji głow y, budow ie narządów paszczow ych, stosunku tychże do odnóży i t. p.
P o wyszukaniu w Pratchaw cach ogniw a m iędzy Pierścienicam i a Członkonogam i tchawkodysznem i, znalazła filo g e n ja rów nież ogn i
w o m iędzy W ija m i a Owadami. Za takie uznano O w ady bezskrzydłe (A p t e r y g o t a ), zwłaszcza ich rząd Szczeciogon y ( T h y s a n u r a ) i pokrew ieństw o rod zaju W id łogon ka ( C a m p o d e a ) . Uza
sadnieniem takiego na nie pogląd u b yły przedew szystk iem : brak skrzydeł i szczątki od n óży na odcinkach odw łoka, a w ięc cechy, zbli
żające je bezpośrednio do W ijó w . Brauer w skazuje nadto na pewien ty p larw y, rozpow szechnionej w śród różnych rzędów Owadów, odzna
Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów. 3 cza ją cy się wykształceniem w idełk ow atych w yrostk ów na końcu odw łoka, a więc p od ob n y do W id łog on k i ( C a m p o d e a ) , i widzi w tein d ow ód na istnienie p ierw otn ego p rzodka w szystkich O w adów do W idłogonki podobnego, który to pogląd uzyskał nawet nazwę
„te o rji C a m p o d e i “ .
Teorja pow yższa nabrała cech pew nego odświeżenia, g d y w p ierw szym dziesiątku bieżącego stulecia od kryto n ow y rząd O w adów bez- skrzydłych, m ianow icie N iepełnoczłonow ce ( A n a m e r e n t o m a ) . Drobne te zw ierzątka (d łu gości około 1 m m ) p osiadają bow iem bu
dowę bardzo prostą — brak im rożk ów i oczu, u pew n ych rod zajów nawet system u tchaw k ow ego — a nazwę sw oją zaw dzięczają temu, że w pierw szym okresie sw ego życia nie p osiadają jeszcze w szyst
kich od cin k ów od w łok a rozw iniętych, lecz ostatnie ro z w ija ją się d o
piero później, podczas gd y u innych O w adów rozw ój zakończony ju ż jest wraz z rozw ojem em brjonalnym . Cechą tą zbliżają się te zwierzątka do W ijó w , skutkiem czego nadano im nazwę M y r i e n - t o m a.2 (W ijo -O w a d y ).
Z k olei rzeczy w ięc znow u w N iepełnoczłonow cach upatryw ali n iektórzy zoologow ie n ajpierw otn iejszych reprezentantów świata ow adziego, jednem u rod za jow i nadano nawet nazwę E o s e n t o - m o n, co znaczy Owad-Jutrzenka, a w ięc św iadek zarania, przedświtu rozw oju tej grom ady. Jeden zaś zoolog niem iecki ( H e y m o n s ) przeciw staw ił je reszcie O w adów p od nazwą H a l b i n s e k t e n = P ółow ady.
R yc. 4. E osentom on armatum, przedstaw iciel rzędu Niepeł- n oczłon ow ców w faunie polskiej, od k ry ty przez J. Stacha
w o k olicy C zarnego D unajca Zn aczn ie p ow ięk szon y.
T eorja powyższa, którą za H a n d l i r s c h e m należałoby okre
ślać nieco długą nazw ą te o rji pierścien icow o-pratch aw eow o-w ijow o- szczeciogonowej, została zbudowana jednak, ja k to łatwo zauważyć, w yłącznie na porów n yw an iu grup współczesnych. O w ady bowiem, niestety, należą do typu, k tó ry p aleon tolog ji dostarcza m aterjałów stosunkow o niewiele w przeciw ieństw ie do klasycznych „p aleon to
logiczn y ch “ typów , ja k M ięczaki i K ręgow ce. P ow oli dopiero w n a j
rozm aitszych muzeach świata grom adziły się m aterjały kopalne entom ologiczne, k tórych opracow aniem zajął się w iedeński zoolog H a n d l i r s c h , d a ją c w r. 1911 dzieło syntetyczne, obejm u jące system atykę około 10.000 gatunków w ym arłych. (T u należy zauważyć, że w ed łu g obliczeń H a n d l i r s c h a znano w ted y ok oło 470.000 ga
2 W Polsce został rząd powyższy stwierdzony przed kilku laty przez J. Stacha w okolicy Czarnego Dunajca.
tunków O w adów współczesnych, dzisiaj jednak liczb a powyższa oceniana jest na. 750.000 gatunków ).
N aturalnie nie zadow olił się H a n d l i r s c h samem opisyw aniem i porządkow aniem m aterjału, lecz starał się o d cyfrow a ć p rzebieg ew olu cji świata ow adziego. I śmiało tw ierdzić możemy, że zasadnicze pokrew ieństw a poszczególnych rodzin i rzędów w jego przedstaw ieniu stają przed naszemi oczym a ja k o system nader przejrzysty. N aj- ważniejszem jed n ak dla filo g e n ji pytaniem było, jak ustosunkuje się w yn ik analizy m aterjału paleontologicznego do pozornie u stalo
nych p oglą d ów na pochodzenie Owadów.
4 Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów.
O dpow iedź na pow yższe pytanie w ypadła niespodziewanie decy- dująco-negatyw nie. A n i w erze paleozoicznej, ani m ezozoicznej zu
pełnie nie znaleziono O w adów bezskrzydłych, chociaż z pierw szej znam y przeszło 1100, z d ru giej 1300 gatunków Owadów. Nie znale
ziono rów nież żadnych ich krewniaków, ani też ogn iw pośrednich m iędzy Owadami a W ijam i.
Świat ow adzi w paleozoiciun pojaw ia się w d oln ych warstwach górnego karbonu ja k o rząd oryginalny zw any P a l a e o d i c t y o - p t e r a. Owady te przez bogate użytkowanie swoich skrzydeł, przez sw oją m etam erję, przez długie w yrostki rylcow e na końcu odw łoka są bardzo zbliżone do dzisiejszych Jętek i W id eln ic, a zespół, w którym szczątki ich znajdujem y, wskazuje, że żyły w środow isku podobnem , t. j. nad wodam i, a larw y ich b y ły w og óle zwierzętami słodkowodnem i, podobnie ja k larw y dzisiejszych Jętek i WTidelnic.
S tojąc na gruncie tych fak tów paleon tologiczn ych i w ziąw szy pod uwagę, że rów nież anatom ja porów naw cza każe nam uważać Jętki
Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów. 5 i W id eln ice (podobn ie ja k i spokrew nione z niem i W a żk i) za p ier
w otne rzęd y O w adów u skrzydlonych, stajem y przed pytaniem , czy w śród zw ierząt w od n ych niema takich, k tóreb y można uznać za p rzo d k ów O w adów ?
N a tak sform ułow ane pytanie H a n d l i r s c h daje odpow iedź stan ow czą: Przodkam i zarów no O wadów, ja k i w szystkich innych grup C złon kon ogów są T rylobity. Są to zwierzęta, zaliczane nie
słusznie do Skorupiaków , które ju ż w najstarszych pokładach, za
w iera ją cych szczątki kopalne, w kam brze, w y stęp u ją w w ielk iej ilo
ści i w nader urozm aiconej postaci, a z końcem ery paleozoicznej zanikają zupełnie. M etam erja g ło w y T rylobitów , złożonej z odcinka ocznego, rożk ow ego (an ten n aln ego), i czterech odcinków , noszących jeszcze odnóża, zupełnie odpow iada składow i g ło w y Owadów, która, ja k wiem y, składa się rów nież z sześciu p ierw otn ych odcinków , przy-
czem trzy p ary odnóży głow ow ych T rylobitów od p ow ia d a ły by trzem parom parzystych narządów p yszczkow ych O w adów (żuwaczki, szczęki I i II p ary) a je d e n odcinek z jed n ą parą od n óży (pierw szą) od pow iadałby tem u od cink ow i, k tó ry u O w adów od n óży nie posiada (t. zw. interkalarnem u), t. zn. należy p rzyją ć, że zanikły one w roz
w oju rod ow ym podczas ch arakteryzu jącego w ogóle rozw ój głow y Członkonogów procesu asym ilacji coraz to dalszych odcinków przez głowę. Istnieją T rylobity, k tóre rów nież m etam erję reszty ciała p o siadają zupełnie zgodn ą z Owadami, a na k oń cu od w łok a długie w y rostki rylcow e, ja k właśnie larw y i O w ady doskonałe paleozoicznych P a l a e o d i c t y o p t e r ó w i również larw y i postaci doskonałe Jętek i W idelnic. W reszcie boczne rozszerzenia odcinków ciała u T rylob itów są zupełnie podobn e do takichże rozszerzeń płatow a
ty ch u P alaeodictyopterów , przyczem takież rozszerzenia na od cin kach tu łow ia można uważać za pierw otną form ę skrzydeł, k tórych Palaeod ictyop tera posiadały trzy pary (rów nież na p rzed tu łow iu ).
Za pokrew ieństw em T rylobitów z Paleaeodictyopteram i przem a
w ia rów nież w odn e życie larw tych ostatnich. W takim razie życie ziem now odne, a w ięc życie w odne larw p ierw otn ych O w adów u skrzyd lon y ch (Jętek, W id eln ic i W ażek ) należy uznać za zjaw isko rod ow o
R yc. 6. W ideln ica (Perla). R yc. 7. Jętka jedn odn iów ka (Ephem era vulgata). x/2 w ielkości naturalnej.
stare, za w yraz tego, że p och odzą one od zwierząt w odnych, podobnie ja k P łazy w stadjum kijan ek pow tarzają ten okres swej historji, gdy przechodziły okres skrzelodysznych zwierząt wodnych.
Tu rów nież zaznaczyć należy (czego, ja k o nienależącego do w ła
ściw ego tem atu bliżej nie będziem y om aw iać), że od T rylobitów w edłu g H a n d l i r s c h a dadzą się w yprow adzić rów nież z łatw o
ścią inne grom ady C złonkonogów (Skorupiaki, Pajęczaki, W ije ).
6 Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów.
R yc. 8. T rylobit N eołen us serra- łus, p osiadający w yrostki ry lco
we na koń cu odw łoka i ilość od cin k ów ciała zgodną z Owadami.
112 w ielkości naturalnej.
W ed łu g w ięc tego pogląd u zniknięcie T rylobitów z końcem ery paleozoicznej nie jest procesem wym ierania pew nej grupy, lecz p ro
cesem je j przeobrażenia się (w znaczeniu filogen etycznem ) w szereg innych grup, ja k g d y b y ilu stracją filozoficzn ej tezy L am arcka: „ L e s r a c e s d e s c o r p s v i v a n t s e x i s t e n t t o u s m a l g r é l e u r s v a r i a t i o n s “ ; 3 p oglą d H a n d l i r s c h a jest w tym w ypadku do pew nego stopnia zgodn y z poglądam i S t e i n m a n n a na ew olu cję świata zw ierzęcego.4
P rzyjm u ją c p ow yżej podane pochodzenie Ow adów od T rylob i
tó w musiał H a n d l i r s c h zkolei rzeczy przystąpić do poddania k ry tyce dotychczas p an u jącej te o rji starszej o pochodzeniu O w adów od W ijó w , w zględnie o pochodzeniu C złonkonogów tchaw kodysz- nych od Pratchaw ców . I fak tycznie okazuje się, że jed n ak p oglą d na P ratchaw ce op arty b y ł rzeczyw iście na podstaw ach bardzo sła
bych, wiele cech P ratch aw ców jest zupełnie niezgodnych ze stano
wiskiem systematycznem, d otąd im przyznawanem.
A w ięc sam podział ciała Pratchaw ców na odcink i jest czemś zupełnie odmiennem od m etam erji, jaką w idzim y u przew ażnej części Pierścienic i u C złonkonogów . M ianow icie u Pratchaw ców zewnętrznie widziane przewężenia nie od pow iadają zupełnie budow ie w ew nętrz
nej (układow i nerwowemu, wydzielniczem u, oddech ow em u ), ani też odnóżom. To zewnętrzne obrączkow anie P ratch aw ców je st bezwątpie- nia czemś rodow o młodszem, niż zgodność m etam erji zewnętrznej
3 Lamarck ma tu na myśli wogóle grupy systematyczne, a nie jednostki podgatunkowe systematyki współczesnej, zwane rasami.
4 Steinmann ogłosił system paleontologji, w którym wypowiada po
gląd, że przeważna ezęść dzisiejszych wyższych grup systematycznych (typy, gromady) powstała z grup starszych, uważanych za wymarłe.
z wewnętrzną, w ystępu jąca u C złonkonogów i Pierścienic z w yjątkiem P ija w ek (u k tóry ch właśnie stosunki pow yższe przypom in ają sto, sunki u P ratch aw ców ), i należałoby dla utrzym ania Pratchaw ców na lin ji rozw oju rod ow ego m iędzy Pierścienicam i a W ija m i p rzy ją ć dziw ną odw racalność r o z w o ju : m ianow icie pierw otna m etam erja Pierścien ic n ajpierw zanikła w stadjum Pratchaw ców , aby potem w stadjum W ijó w znów p ow rócić.
M etam erja głow y zaś P ratch aw ców i C złonkonogów tchaw ko- dysznych okazuje zupełnie inne stosunki, podczas g d y p rzy p o ró w naniu tych ostatnich ze Skorupiakam i stw ierdzam y ścisłą h om ologję.
Głowa u P ratch aw ców składa się z trzech odcinków , podczas gd y u szeregu Skorupiaków , ja k i u C złonkonogów tchaw kodyszn ych z sześciu. Szczęki Pratch aw ców od pow ia da ją trzeciem u odcinkow i gło w y a w ięc temu, k tó ry u O w adów żadnych u tw orów h om ologicz
n ych nie posiada, podczas gd y u Skorupiaków trzy p ary szczęk są ułożone zupełnie zgodnie z Tchawkodysznem i.
M ięśniow y system P ratch aw ców wreszcie, sk ła da ją cy się z mięśni gładkich, zgod n y jest ze stosunkami u Pierścienic, podczas gd y za
rów n o Skorupiaki, ja k C złonkonogi tchaw kodyszne, posiadają układ, złożon y z mięśni poprzecznie prążkow anych.
Jedyn ą w ięc cechą, która fak tyczn ie zbliża Pratchaw ce do Człon
k on ogów tchaw kodyszn ych jest system oddech ow y, p o le g a ją cy na licznych, rozsianych po całem ciele otw orkach, prow adzących do p ęczk ów cewek, podczas gd y u ostatnich otw ork i te (przetch lin k i) i zaczynające się niem i cew ki (tch a w k i) ok azu ją ścisłe ułożenie me- tam eryczne, t. j. w ystęp u ją parzyście na poszczególn ych (nie w szyst
k ic h !) odcinkach tu łow ia i odw łoka. Nie są w ięc te organ y czemś identycznem i m ożem y przecież z o w iele większem praw dop od obień stwem p rz y ją ć niezależne powstanie podob n ego systemu tchaw kow e- go u P ratch aw ców i C złon k on ogów tchaw kodysznych, niż p rzy jm o w ać dw ukrotne pow stanie zupełnie hom ologicznej m etam erji głowy, b u d ow y narządów p yszczk ow ych i odnóży, oraz systemu m ięśnio
w ego u C złonkonogów tchaw kodyszn ych i Skorupiaków .
Jak jed n ak należy zapatryw ać się na P ratchaw ce ze stanowiska handlirschow skiej te o r ji trylob itow ej ? Są one Pierścienicam i, przy- stosowanemi do życia lądow ego, czego p ró b y spotykam y u różnych P ierścienic (np. u D żdżow nic, n iek tórych P ija w e k ), a znam y szczątki p odobn ych Pierścienic ju ż nawet w kam brze. Z w olen n icy starego p oglądu na Pratchaw ce p ow ia d a ją copraw da, że nie one w dzisiejszej form ie, lecz p ierw otn iejsi ich przodk ow ie dali początek tchaw ko- dysznym Członkonogom . A rgum ent ten jed n ak bezw ątpienia nie przemawia do przekonania, bo, jeśli odebrać P ratchaw com ich specjalne cech y (obrączkow an ie zewnętrzne ciała, rozmieszczenie tch a w ek ), to pozostanie ja k o ich p rzodek praw dziw a Pierścienica, k tórej nawiązanie do typ u C złonkonogów , będzie znów problem em , w ym agają cym n ow ego rozw iązania i rozwiązanie m on ofiletyczn e przez T ry lo b ity będzie znow u n ajba rd ziej wskazane zgodnie z poglądam i H andlirscha.
Dwie sprzeezne teorje o pochodzeniu Owadów. 7
K ry ty ce p od d a ł rów nież H a n d l i r s c h teorję o W ija ch i Owa
dach bezskrzydłych ja k o przodkach Owadów uskrzydlon ych (leżą
cych w szeregu rozw ojow ym m iędzy Pratchaw cam i, a Owadami u skrzydlon em i). Ctrupy te bardzo niejednolite, a n iektóre ich skład
niki są tak w yspecjalizow ane, że absolutnie na pow yższej lin ji roz
w o ju rod ow ego leżeć nie mogą. Takiem bardzo specjalnem zjawiskiem u pew n ych W ijó w (m ianow icie D w u parców ) jest zlanie się co dwu pierw otn ych od cin k ów ciała w now ą całość, u niektórych zaś Owa
d ów bezskrzydłych zanik oczu (ja k u W id ło g o n k i), tchawek, rożków i zm niejszenie się ilości od cink ów ciała w ogóle (por. poprzednio p o
daną charakterystykę N iep ełn oczłon ow ców ). Ostatecznie zbliżają się sw oją budow ą do Ow adów W ije z rzędu Pareczników, ale i one przez przekształcenie pierw szej p ary n óg tu łow iow ych w szczękonoża i przez inne rozmieszczenie przetchlinek na ciele (m ianowicie na 3, 5, 8, 10, 12, 14, ewent. 16 i 18 odcinku pozagłow ow ym ) niż Owady (na 2— 11 odcinku pozagłow ow ym , t. j. na środtułow iu, zatułowiu i od w łok u ) są bardziej od tychże w yspecjalizow ane.
Z O w adów zaś bezskrzydłych jed yn ie pierw otną budow ę (pod względem ilości od cin k ów ciała, rożków , narządów pyszczkow ych, szczątków n óg od w łok ow y ch ) okazują Szczeciogony. Nie m ogą one jed n ak przeciw w ażyć w szystkich innych argum entów H a n d ł i r - s c h a za trylob itow ą te o rją i kontrargum entów przeciw starszej.
H a n d l i r s c h i S u l c w skazują nawet, że w bocznych płatach tu łow ia u Szczeeiogonów p rzebiegają tchawki, ja k b y te p łaty b yły szczątkami skrzydeł, można je w ięc uważać za grupę, wtórnie d o
piero skrzydeł pozbaw ioną. B yć może, że decyd u jące słowo w y p o w iedziałyby tu badania porów naw cze nad układem m ięśniowym O w adów uskrzydlonych, O w adów na pewno w tórnie bezskrzydłych (ja k M szyce, W szy ) i Szczeeiogonów , ale narazie w te o rji Hand- lirscha należy uznać je za O w ady wtórnie bezskrzydłe, za czem prze
mawia późne ich p ojaw ien ie się paleontologiczne. (Niem niej jednak przyznajem y, że kw estja Szczeeiogonów jest najsłabszym punktem te o rji tr y lo b ito w e j).
K ończąc streszczenie obu tak sprzecznych ze sobą teoryj o p o
chodzeniu Owadów, u jm u jem y je poniżej w dwa w ykresy, podające pokrew ieństw a grom ad.5
D o w o d y „za“ i „p rze ciw “ obu teorjom m ożem y krótko zestawić w sposób n astęp u jący:
T eorja pierścienicow o-pratchaw cow o-w ijow o-szczeciogonow a ma za sobą : system tch a w k ow y u P ratchaw ców i pierw otną budowę Szcze- c io g o n ó w ; przeciw s o b ie : brak d ow od ów paleontologicznych, k o nieczność p rzyjęcia dw ukrotnego powstania zdum iew ających z g o d ności w budow ie C złonkonogów tchaw kodysznych i Skorupiaków, niezgodne z te o rją obrączkow anie zewnętrzne ciała u Pratchaw ców .
5 Nie poruszyliśmy celowo w niniejszym artykule bardzo trudnej dla obu teoryj kwestji stanowiska Pajęczaków, ograniczając temat do sprawy pochodzenia Owadów.
8 Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów.
Dwie sprzeczne teorje o pochodzeniu Owadów.
T eorja trylob itow a ma za sobą : m aterjał paleon tologiczn y, w y tłum aczenie zgodności w budow ie C złonkonogów tchaw kodysznych i S k oru p iak ów ich wspólnem p och odzen iem ; przeciw sobie właściw ie ty lk o pew ną trudność w sform ułow aniu poglądu na stanowisko Szcze- ciogon ow .
Osfroęonij Skorupiaki Pajęczaki
Owady uskrzydlone
R yc. 9. W yk res, przedstaw iający pok rew ień stw a grom ad Czton- k o n o g ó w i ich stosunek d o Pier
ścien ic w edtug teorji pierścieni
c o w o-pra tch a w cow o-w ijów o - szc ze c io g o n o w e j.
W każdym w ięc razie teorję trylob itow ą H andlirscha należy uw a
żać za n ajw ażniejsze zjaw isko na terenie filo g e n ji w w ieku X X . W ielkim je j sukcesem, odniesionym dopiero w r. ub., jest uznanie je j w pewnym stopniu przez znany niem iecki podręcznik zoologji Clausa i Grobbena w najnowszem w ydaniu (1 0 ). T yp Członkonogów podzielony jest tam bowiem na dwa p o d ty p y : M iękkonogi ( M a l a c o p o d a ) , do
Oslrogony Quady Pajęczak, ' f ^ a k , ,W ,je
P ra ich a uce V .
1
PierścieniceR yc. 10. W yk res, przedstaw iający pokrew ień stw a grom ad C złonkono- gów i ich stosunek do Pierścienic
w edtug teorji trylobitow ej.
których zaliczono oprócz Pratchaw ców Niesporczaki ( T a r d i g r a d a ) , a więc grupę wogóle niejasnego stanowiska, — ora zp od typ Członkonogów właściwych ( E u a r t h r o p o d a ) , do którego należą wszystkie inne gro
mady dotychczas zaliczane d o Członkonogów. Taki system zgodny jest za
tem w zasadzie z teorją H andlirscha przez wydzielenie Pratchawców z po
śród Członkonogów tchawkodysznych i przez uznanie w podtypie Człon
konogów właściwych jedności rodowej skorupiaków z temi ostatniemi.
6 Dwukrotne powstanie systemu tchawkowego (u Członkonogów tchaw
kodysznych i Pratchawców) nie jest wielką trudnością ze względu na nader różny charakter tegoż u obu grup, jak wyżej podano.
BOŻYDAR SZABUNIEWICZ, Kraków.
10 O roli fizjologicznej i składzie krwi.
0 ROLI FIZJOLOGICZNEJ I SKŁADZIE K R W I.
M ały organizm jed n ok om órk ow y, zaw ieszony w środow isku płyn- nem, żyw i się drobnem i cząstkami, ju żto rozpuszczonem i, ju ż też za- wieszonem i w temże środow isku. Organizm taki pobiera cząsteczki odżyw cze w prost z otoczenia, przyczem służyć mu do tego celu może albo cała powierzchnia, albo tylk o niektóre je j części, przystosowane specjalnie do pobierania pożyw ienia. Organizm taki p ok ryw a ć może sw oje zapotrzebow anie na tlen bezpośrednio z w ody, w k tórej istnieje w ystarczająca ilość tego gazu w postaci rozpuszczonej. R ozłożone, a ju ż nieużyteczne i nieraz szkodliwe p rod u k ty swej przem iany ma- te r ji organizm taki w ydala w prost do otoczen ia; w tym w zględzie rozróżnić można rów nież niżej zróżnicowane organizm y, w ydalające przez całą swą powierzchnię, oraz bardziej doskonałe, które do tego celu p osiadają specjalne, nieraz bardzo złożone organy.
W organizm ie zwierzęcym w ielokom órkow ym , ch oćby żyjącym w środow isku płynnem, tylk o te kom órki styk ają się bezpośrednio z otoczeniem , które są ułożone na zewnętrznej pow ierzchni ciała.
N atomiast nieraz olbrzym ia większość kom órek oddzielona jest od otoczenia licznem i warstwam i innych i ży je w e w nętrzu organizmu, do którego bezpośrednio nie m ają dostępu części odżyw cze, znajdu
jące się w otoczeniu, i z którego wydalanie bezpośrednie jest nie
m ożliwe. Tak w ięc u tych organizm ów tylk o zewnętrzna warstwa k om órek korzystaćby m ogła z otoczenia ja k o ze środowiska życia.
Jak się jed n ak okazuje, n ajczęściej ta warstwa zewnętrzna nie p o
biera, ani nie w ydala do otoczenia, w którem organizm żyje. W arstwa zewnętrzna u organizm ów w yżej zróżnicow anych posiada inne za
d an ie: ochronę przed czynnikam i szkodliwem i dla u stroju i w tym też kierunku ulega zróżnicowaniu, czerpiąc potrzebne do życia p ro d uk ty z wnętrza ustroju.
U organizm ów ży ją cy ch w powietrzu, pobieranie pożyw ienia z otoczenia jest niem ożliwe. Jedynie gazy, i to w godn ych wspom nie
nia ilościach tylk o u zwierząt niższych, m ogą być wchłaniane i w y dalane przez skórę.
Natomiast każda z kom órek organizm u żyć może jed yn ie w śro
dow isku płynnem i to nieustannie zmieniającem się, z k tórego m ogła
b y pobierać części odżyw cze, i do którego w y da la ćb y m ogła rozło
żone lub zsyntetyzowane p rod u k ty swej przemiany. A b y tym kom ór
kom um ożliw ić życie, istnieje w organizm ie w ielokom órkow ym sze
reg w ięcej lub m niej zróżnicow anych narządów, z k tóry ch jedne p o b ierają pożyw ienie z otoczenia i rozkładają je na części, zdatne do użytku dla kom órek całego u stroju (przew ód p ok a rm ow y), inne, przystosow ane specjalnie, um ożliw iają pobieranie i w ydalanie gazów w te j ilości, ja k a całemu organizm ow i jest potrzebna (orga n y od dechow e, np. skrzela, płuca i t. p .), zaś jeszcze inne w y d a la ją p ro
d u k ty rozpadu, pow stające w organizm ie. Bardzo mało, w stosunku
O roli fizjologicznej i składzie krwi. 11 do w ielkości organizm u, k om órek pozostaje w bezpośredniem są
siedztwie co n a jw yżej jed n ego z tych narządów, wiele z nich od w szystkich ty ch organ ów są zbyt odległe, aby z nich jakąś korzyść m ogły odnieść.
Środkiem , łączącym wszystkie te organ y z każdą kom órką orga
nizmu, jest k r e w . Z niej pobiera każda kom órka to, czego potrze
bu je do życia i sw ej czynności, i do niej w ydala lub w ydziela, czyto bezpośrednio, czy też za pośrednictw em lim fy, zużyty m aterjał.
K rew krąży w u stroju nieustannie, poruszana przez m otor central
n y — serce. Jest ona zam knięta w systemie rur — naczyń k rw ion o
śnych, z k tóry ch jedne, duże, p row adzą wielkie ilości k rw i do różnych organów , w zględnie zabierają ją z nich, inne zaś, drobne, położone w obrębie każdego organu, rozp ad a ją się na drobniutkie naczyńka o bardzo cienkich ściankach. Te ostatnie nazyw ają się naczyniam i
Ciałko
R yc. 11.
włosow atem i, k tóre w każdym narządzie tw orzą s i a t e c z k i o bar
dzo d robn ych oczkach, w których , o p l e c i o n e niemi, z n a j d u j ą s i ę k o m ó r k i u s t r o j u . P r z e z c i e n k i e ś c i a n k i t y c h n a c z y n i e k ł a t w o p r z e d o s t a j ą s i ę z k r w i i d o k r w i s k ł a d n i k i o d ż y w c z e , p r o d u k t y p r z e m i a n y i r o z p ’a d u .
K rew n iejak o obm yw a i op łók u je w ten sposób wszystkie na
rządy. Przechodząc, w zględnie p rzep ływ a ją c przez narządy od dech o
we, w ydala w nich dw utlenek węgla, prod u kow an y stale przez ży
ją c y u strój, oraz zaopatrzona zostaje w tle n ; przepływ ając przez przew ód pokarm ow y, zaopatru je się w części odżywcze, źródło energji i życia u s tro ju ; w reszcie przech odząc przez organ y w ydzielające pozostaw ia w nich, w celu w ydalenia nazewnątrz, nieużyteczne i szkodliw e składniki. K rew stale w ten sposób zaopatrzona i czy szczona ma dostęp do w szystkich części organizm u i jest tern środ o
wiskiem płynnem , z k tóreg o czerpią i do którego w y d a la ją kom órki.
O dpow iednio też do swej roli jest krew przystosowana. Można ją z pewnem i zastrzeżeniami uważać za płynną tkankę, za zawiesinę kom órek. R ozróżnia się w niej część płynną — o s o c z e krw i — oraz zawieszone w niem s k ł a d n i k i u p o s t a c i o w a n e . Z tych ostatnich w k rw i ludzkiej rozróżniam y trzy r o d z a je : c i a ł k a c z e r w o n e (e ry tro cy ty ), c i a ł k a b i a ł e (le u k o cy ty ) i p ł y t k i k r w i (trom b ocy ty, p łytk i B izzozero). P rzy p om ocy specjaln ych metod, p o lega ją cy ch na bardzo dokładnem rozcieńczaniu krw i i liczeniu w specjaln ych przyrządach, można ob liczyć liczbę poszczególn ych ro d za jów składników m orfotyczn ych, p rzyp ad ających na jednostkę ob jętości krw i. O kazuje się, że na jednostkę bardzo małą, m ianow i
cie na 1 mm3, czyli mniej więcej na jedną pięćdziesiątą kropli krwi, przypada 5,000.000 ciałek czerw onych, około 8.000 ciałek białych i kilkaset tysięcy płytek krw i. L iczb y te w ydaw ać się m ogą olbrzym ie i niepraw dopodobne, są jed n ak niew ątpliwie prawdziwe. Istnienie tak w ielu drobniutkich elem entów posiada swe znaczenie fiz jo lo g icz ne, o którem będzie jeszcze mowa.
Ciałka czerw one k rw i p och odzą ze specjaln ych kom órek, które mnożą się przez podział. K om órki, powstałe z tego podziału grom adzą w czasie sw ego dalszego ro zw o ju w swem wnętrzu barw ik k rw i — hem oglobinę, a jednocześnie tracą ją d ro, ty p o w y składnik kom órki.
W k oń cu przekształcają się w bez jądrow e, drobniutkie tw ory, będące ja k b y m aleńkiem i w oreczkam i (o kształcie krążków dw uw klęsłych), posiadającem i w swem wnętrzu płynną zawartość. W płynnem w nętrzu ciałek czerw onych zn ajd u ją się wielkie stosunkowo ilości hem oglobiny, w ynoszącej trzydzieści kilka procent tej zawartości.
H em oglobina jest ciałem, które łatw o łączy się z tlenem i łatw o ten tlen oddaje. Ciałka czerwone, w ypełnione hem oglobiną, przepływ ając przez naczynia w łosow ate płuc, n asycają się tlenem i w ytw arzają w sobie oksyhem oglobinę, poczem płyn ą do innych tkanek, w których, p od w pływ em braku tlenu i innych czynników w otoczeniu, oksyhe- m oglobina ciałek od da je tlen, zam ieniając się napow rót w hem oglo
binę zredukowaną. Ta znów w swej p ow rotn ej drodze dostaje się do płuc, utlenia się i t. d. W ten sposób krew dostarcza tlenu tkankom, przenosząc go n iejako z płuc do innych części organizm u.
K rew w tkankach płynie w naczyńkach w łosow atych, których przeciętna średnica w ynosi 10 ju, t. j. 3/ 100 milimetra. Jeden m ilimetr sześcienny k rw i w stosunku do tej m ałej średnicy jest przecież w iel
k ością dość znaczną. Można to uzm ysłowić, nadm ieniając, że na to, aby 1 mm3 krw i przepłynął przez jednó naczyńko w łosow ate o śred
nim p rzek roju ze średnią fizjologiczn ą szybkością, w ynoszącą ok.
0,8 m m/sek., potrzeba 4 godzin i 27 minut. K ażde ciałko, przepływ a
ją c przez jak iś narząd, przebyw a zaledwie 0,6 sekundy w odnośnem n aczyńku włosowatem . W tym też czasie zajść musi odtlenienie, w zgl. utlenienie hem oglobiny. Szybkość i ca łk ow ity przebieg tych p rocesów um ożliw iony jest przez drobne w ym iary ciałek czerwonych.
W raz z rozdrobnieniem ogrom nie wzrasta powierzchnia, zaś szybkość d y fu z ji gazów jest p rop orcjon aln a do w ielkości powierzchni.
12 O roli fizjologicznej i składzie krwi.
D zięki takiem u rozdrobnieniu wzrasta n ietylk o pow ierzchnia cia
łek czerw onych, na k tórej rozm ieszczona jest hem oglobina, ale ró w nież pow ierzchnia oddechow a płuc, a także naczyń w łosow atych w tkankach. Pow ietrze w płucach dostarczane jest przez drobne oskrzela do drobniu tk ich p ęch erzyków płucnych, z k tóry ch złożony jest ten organ. Na preparacie histologicznym można zm ierzyć p o w ierzchnię takiego pęcherzyka i z ogóln ej, rów nież d a ją ce j się ob li
czy ć liczb y pęch erzyk ów p łu cn ych w yrach ow ać całkow itą p o w ierzchnię oddech ow ą w p ła ca ch . Pow ierzchnia ta w ynosi u człow ie
ka ok oło 90 m etrów k w a d ra tow ych ! Jest w ięc w stosunku do w iel
k ości płuc olbrzym ia.
P rzyj ąwszy, że przeciętna średnica naczyń w łosow atych w ynosi
V1 0 0 milim etra, oraz zn ając szybkość przepływ u k rw i w naczyńkach,
a także ogóln ą ilość krw i, p rzepływ ają cą w całym organizm ie przez wszystkie naczyńka w jedn ostce czasu, ob liczyć można, z pewną, copraw da dość grubą dokładnością, przez ile naczyń w łosow atych 0 średniej w ielkości płynie krew w u stroju ludzkim. W ypada, że jest ich u człow ieka ok. 5 m ilja rd ó w ! W spólna ich długość, p rzyjm u ją c za średnią d łu gość każdego z nich 0,5 mm, w yniosłaby 2.500 km.
D a ją ca się stąd ob liczyć suma pow ierzchni w szystkich naczyń w łoso
w atych u człow ieka w ynosi około 80 m 2.
W p o d o b n y sposób można ob liczyć pow ierzchnię ciałek czerw o
nych. Średnica ciałka czerw onego w ynosi p od łu g najn ow szych da
nych ok. 8/ 1000 mm. Stąd z pew ną dokładnością daje się w yra ch o
w ać pow ierzchnia jed n ego ciałka czerw onego. W yn osi ona ok. 104 /x2.
W norm alnym , średniej w agi organizm ie ludzkim zn ajd u je się blisko 5 litrów krw i. Ponieważ w 1 mm3 zn ajd u je się 5,000.000 erytrocytów , w ięc w całej krw i będzie ich 25 bil jon ów . Łatw o obliczyć, że, gd yby w szystkie ciałka jed n ego człow ieka u łożyć w je d e n szereg, jed n o tuż k oło drugiego, otrzym ałoby się szereg o d łu gości 200.000 km. Szere
giem takim m ożnaby ziemię d ookoła rów nika 5 razy o p a s a ć! Suma pow ierzchni w szystkich ery trocytów rów na się około 3.200 m 2. W na
czyniach w łosow atych organizm u m ieści się tylk o część krw i, mia
now icie ok. 0,2 litra, t. j. m niej w ięcej 1/25 całej ilości. Pow ierzchnia krwinek, zaw artych w tej ilości, w ynosi 129 m 2. Tak w ięc pow ierzch
nia ciałek czerw onych o w ielkości 129 m 2 przebyw a z jed n ej strony w zetknięciu z pow ierzchnią oddech ow ą płuc, w ynoszącą 90 m2, 1 z d ru giej strony z pow ierzchnią naczyń w łosow atych pozostałych części organizm u, w ynoszącą około 80 m 2.
Przenoszenie tlenu jest główną, choć nie je d y n ą czynnością ciałek czerw onych. P rócz tego pełnią one pew ną rolę w wiązaniu i przeno
szeniu dw utlenku w ęgla z tkanek do p łu c ; w nich też zn ajdu jem y niektóre ciała, biorące w ażny udział w przem ianie m aterji w ustroju (np. peptony, pewne h orm on y), ale rola ich w tym względzie mało jest jeszcze w yjaśniona.
D rugi rod zaj składników m orfoty czn ych k rw i: ciałka białe, są to typ ow e jądrzaste elem enty kom órkow e, pełniące, ja k się zdaje, rolę obron y u stroju przed czynnikam i, które dostają się do krwi. Zdolne
O roli fizjologicznej i składzie krwi. U
są one do w ykonyw ania ruchów am ebowatych, grom adząc się w w iększych ilościach w m iejscach, w k tórych organizm zostaje za
grożony. Ciałka białe m ogą pochłaniać i rozkładać różne drobne cząstki (np. b a k te rje ), które dostały się do krw i. One też w ydzielają specjalne ciała, zobojętn iające pewne jady, które dostają się do krwi.
Ciałka białe zaw ierają zaczyny trawienne i z pew nością pełnią jakąś rolę w przem ianie m aterji organizm u, ja k k olw iek rola ta nie jest dotychczas dość wyświetlona.
R ola płytek krw i nie jest dotychczas jasna. Istnieje ścisły związek pom iędzy ich istnieniem i procesem krzepnięcia krwi, p rzy którym u legają one rozpadowi.
Osocze krw i służy n ietylko za ośrodek, w którym zawieszone są składniki upostaciowane, lecz także przenosi ciała odżyw cze (np.
tłuszcze, glu kozę), oraz p rod u k ty przem iany m aterji, czyto przezna
czone dla dalszej przeróbki, czy też m ające ulec wydaleniu. D o krw i rów nież w ydzielane są horm ony, złożone ciała organiczne, pow stające w specjaln ych gruczołach bez przew odów w yprow ad zających , k tó
rych kom órki w ydzielinę swą od d a ją bezpośrednio lub pośrednio do krwi. Z krw ią horm ony te dostają się do w szystkich tkanek. H or
mony, obok systemu nerw ow ego i w związku z nim, posiadają wielkie znaczenie dla regulow ania życia ustroju.
14 Meteorologja a szybownictwo.
Inż. W ŁADYSŁAW JAW ORSKI, Lwów.
METEOROLOGJA A SZYBOWNICTWO.
A żeby należycie zrozum ieć związek szybow nictw a z m eteorologją, należy w pierw ogólnie zapoznać się z zasadami lotu bezsilnikowego.
Samolot unosi się w powietrzu dzięki s i l e , powstałej skutkiem różnicy ciśnień, panujących nad i pod skrzydłem. Koniecznym warun
kiem do powstania tej różnicy ciśnień jest szybkość skrzydła względem otaczającego powietrza i nastawienie skrzydła pod pewnym kątem do łin ji lotu. Ryc. 12 przedstawia, na p rofilu skrzydła, rozkład sił na nie działających. K ąt a, zawarty m iędzy kierunkiem poruszenia się skrzy
dła i cięciwą p rofilu , nazywamy k ą t e m n a t a r c i a s k r z y d ł a .
Ryc. 12. Ryc. 13.
Meteorologja a szybownictwo. 15
R yc. 14. R yc. 15. R yc. 16.
Na skrzydło działa siła R, zaczepiona w t. zw. środku parcia. Siłę tę R rozłożyć można na dwie składowe A i W. Siła A równoważy ciężar samolotu i nazywa się w y p o r e m , siła W , zwrócona przeciw kierun
kowi ruchu samolotu, stanowi t. z. o p ó r . Ponieważ siłę W trzeba zrównoważyć przy pom ocy siły c i ą g u ś m i g ł a , staramy się ją uczynić możliwie małą i w tym celu stosujem y specjalne profile skrzydeł.
Pracą w p ojęciu mechaniki jest iloczyn z siły i drogi, na której przestrzeni siła ta działa. Jeżeli zatem drogę oznaczę przez s, samolot lecąc poziomo wykona pracę W X s. Pracę tę wykonuje na samolocie motorowym silnik. W yobraźm y sobie, że na pewnej wysokości zatrzy
mano silnik. Samolot przechyla się ku przodow i i lotem t. zw. ś l i z g o w y m leci dalej, tracąc stale na wysokości. Pracę, potrzebną do poko
nania oporu W , w ykonuje samolot przez stałą utratę energji poten
cjaln ej, nagromadzonej podczas wznoszenia się. Siłę ciągu śmigła w w y
padku lotu ślizgowego zastępuje składowa siły ciężkości w kierunku lin ji lotu.
Rzecz tę wyjaśnia ryc. 13, na której przedstawiony jest szybo
wiec z zaczepioną w środku ciężkości siłą ciężkości całego szybowca. Ta siła G została rozłożona na dwie składowe, z których jedna ( (? „ ), w kie
runku lin ji lotu, zastępuje w locie ślizgowym siłę ciągu śmigła.
Szybowiec, lecąc w powietrzu spokojnem, posiada pewną prędkość v0 metrów na sekundę (ryc. 14). Prędkość tę możemy rozłożyć na dwie składow e: pionową i poziomą. Prędkość pionową vs nazywa się p r ę d- k o ś e i ą o p a d a n i a s z y b o w c a .
Słyszy się nieraz o lotach, wykonywanych na znacznych w yso
kościach ponad m iejscem startu, oraz o lotach, trw ających godzinami.
Z ach odzi teraz pytanie, w ja k ich w arunkach jest to m ożliwe. L o t ż a g l o w y , t. zn. lot bez u traty w ysokości, lub też p ołączon y ze wznoszeniem się szybow ca, jest m ożliw y w dw u w y p a d k a ch : 1) gd y w iatr nie w ieje poziom o, lub 2) gd y w iatr w ieje niejednostajnie.
W pierwszym wypadku mamy do czynienia z t. zw. l o t e m s t a t y c z n y m , w drugim z l o t e m d y n a m i c z n y m . Dotychczas praktycznie wykonany został jedyn ie lot statyczny, nim się też zajmę w dalszej części moich wywodów. Możliwość lotu dynamicznego zo
stała teoretycznie wykazana, ale czy lot taki został wykonany, nie ma
m y pewności.
Rozpatrzm y bliżej warunki lotu żaglowego.
16 Meteorologja a szybownictwo.
W yobraźm y sobie wiatr, w iejący z jakiegokolwiek powodu do góry (ryc. 15). Prędkość wiatru vm można znowu rozłożyć na dwie skła
dowe, poziomą Vh i pionową vv.
W obec tego, że nawet p rzy wznoszeniu się szybowca wgórę działa nań siła ciężkości, zestawiamy ryc. 14 i 15. Dokonano tego na ryc. 16, gdzie narysowano obok siebie prędkości v i vs i odjęto od siebie z uwzględnieniem kierunku (zn ak u ). Z punktu przecięcia w yryso
wano szybkości Vh i vP, które znow u od jęto od siebie; ich różnica w skazuje w ielkość i kierunek składow ej poziom ej prędkości szybow ca w w ietrze o prędkości vw. W y p a d k o w a z r ó ż n i c y p r ę d k o ś c i p i o n o w y c h v„ i v„ o r a z r ó ż n i c y p r ę d k o ś c i Vh i vp w y z n a c z a p r ę d k o ś ć r z e c z y w i s t ą s z y b o w c a vi.
Jak z tego widać, s z y b o w i e c w wietrze, w iejącym dogóry, może się w z n o s i ć , o ile s k ł a d o w a p i o n o w a p r ę d k o ś c i wiatru (v„) j e s t w i ę k s z a od prędkości opadania szybowca (vs). L o t n a s t a ł e j w y s o k o ś c i m ożliwy jest, o ile dwie te prędkości, t. j.
vs i vu, są sobie r ó w n e .
Zachodzi teraz pytanie, w jakich warunkach występują prądy po
wietrza, posiadające pionową składową prędkości, skierowaną dogóry, nadające się zatem do wykonania lotów żaglowych. P rąd y wstępujące m ogą b yć spow odow an e: 1) przeszkodam i terenowem i, 2) termicz- nemi prądam i w stępuj ącemi.
Zanim jednak przejdziem y do tego zagadnienia, musimy zazna
jom ić czytelników z niektóremi zjawiskami, zachodzącemi w atmosferze, i z pojęciam i wstępnemi z meteorologji, przedewszystkiem ze stanem równowagi w atmosferze.
Temperatura powietrza a raczej je j zmiany i różnice, są głównym bodźcem wszelkich ruchów atmosfery. W ślad bowiem za zmianami temperatury idą zmiany gęstości powietrza, wiatr zaś nie jest niczem in- nem, ja k zamianą energji cieplnej na energję kinetyczną porusza
jących się mas powietrza. Jak wiadomo, powietrze pobiera bezpośred
nio od promieni słonecznych tylko znikomo ilości ciepła, natomiast silnie nagrzewa się dzięki promieniowaniu cieplnemu powierzchni ziemi po poprzedniem je j nagrzaniu promieniami słońca. Powierzchnia ziemi jednak nagrzewa się wybitnie n iejedn ostajn ie; i tak, zaobserwo
wano r ó ż n i c e t e m p e r a t u r y w miejscach niezbyt oddalonych od siebie, które dochodziły do 10,3° C przy pogodzie słonecznej, a około 4,7° C przy niebie, pokrytem chmurami.
Ogólnie najsilniej nagrzewają się powierzchnie suche, piaszczyste, bez roślinności, najsłabiej lasy, łąki podmokłe, wreszcie morza i jeziora.
W skutek nierównomiernego nagrzewania ziemi, tak samo nierówno
miernie nagrzewa się powietrze, w jednych miejscach silniej w innych słabiej. Poza tem wpierw ogrzewają się warstwy powietrza, położone bliżej ziemi. P o n i e w a ż w z r o s t o w i t e m p e r a t u r y t o w a r z y s z y z m n i e j s z e n i e g ę s t o ś c i , a w i ę c p r z y r o s t o b j ę t o ś c i , o g r z a n e p o w i e t r z e z a c z y n a s i ę w z n o s i ć d o g ó r y .
W znoszące się powietrze rozpręża się wskutek spadku ciśnienia
Meteorolog ja a szybownictwo. 17 z wysokością, w ykonuje więc pracę kosztem własnego ciepła, przez co oziębia się. Ten spadek temperatury, wynosi normalnie 1° C na każde 100 m wysokości. W skutek tego normalnie w miarę wznoszenia mamy coraz niższą temperaturę.
Jeżeli spadek tem peratury swobodnej atmosfery wynosi 1° C na 100 m, mówi się wtedy o r ó n o w a d z e o b o j ę t n e j .
Jeżeli spadek tem peratury, czyli gradjent, jest mniejszy niż 1° C, a m asy pow ietrza, w znosząc się d og óry , oziębiają się o 1° C na 100 m wzniesienia, to natrafiają po drodze na cieplejsze warstwy i zostają w swym ruchu z a h a m o w a n e a nawet muszą wrócić do położenia, odpowiadającego stanowi równowagi.
Gdy gradjent jest większy niż 1° C, masy powietrza, wznosząc się, mimo oziębienia o 1° C na każde 100 m, napotkają zawsze zimniejsze warstwy i jako gatunkowo lżejsze będą doznawać dalej wypierania i w z n o s i ć s i ę d o g ó r y . M ówi się wówczas o n i e s t a ł e j r ó w n o w a d z e a t m o s f e r y , która warunkuje tak ważne dla szy
bownictwa t e r m i c z n e p r ą d y w s t ę p u j ą c e .
Zkolei mogę ju ż przejść do rozpatryw ania prądów w s t ę p u j ą c y c h , s p o w o d o w a n y c h t e r e n o w e m i p r z e s z k o d a m i .
N ajprostszym do zrozumienia i wykorzystania do lotów żaglowych prądem jest prąd wstępujący, który powstaje, gd y prąd powietrza n atrafi na zbocze (ryc. 17). O ile zbocze jest dosyć długie, ażeby wiatr nie mógł go ominąć, oraz dosyć strome, ażeby wiatr został dostatecznie odchylony, i jeżeli szybkość wiatru jest wystarczająca, p rądy wstępu
jące byw ają dosyć silne dla celów żeglowania. W ysokość, w jakiej strugi powietrza zostają odchylone od kierunku poziomego, bywa bardzo rozmaita i zależy tylko od gradjentu tem peratury i to w spo
sób poprzednio podany, t. j. im większy gradjent, czyli spadek tempe
ratury swobodnej atmosfery, tem wyżej sięga wpływ góry.
Dlatego podczas konkursów w Rhón są prowadzone codziennie ba
dania rozkładu tem peratury przy pom ocy przyrządów samopiszących, umieszczonych na samolotach motorowych.
Inne prądy wznoszące powstają, gd y wiatr przepływa np. z nad gładkiej powierzchni morza nad wybrzeże, i zostaje zahamowany wsku
tek tarcia w swych dolnych warstwach, w ypełniając przestrzeń nad ziemią wirami (ryc. 18). Jeżeli chropowatość terenu dalej wzrasta, np.
R yc. 17. Ryc. 18.
2
18 Meteorología a szybownictwo.
wskutek zarośli, wysokość warstwy, wypełnionej wirami, też wzrasta, a powietrze niezwirowane przepływa nad przestrzenią, wypełnioną wi
rami, jak nad zboczem góry. Możliwość wykonania lotu w tych warun
kach wykazał w r. 1927 Nehring, wykonując 24 km przelotu, na mie
rzei Kurońskiej, w tern 2 km nad plaskiem zupełnie wybrzeżem.
Trzeba tu jeszcze podkreślić, że lot odbywał się na małej wysokości, bo około 21 m.
P rzy prądach tych jednak nie można zapominać o różnicy nagrza
nia się warstw powietrza nad morzem i przyległym lądem i kto wie, czy na podstawie dokładnych obserwacyj takich terenów nie będziemy musieli przyznać tu decydującej roli warunkom termicznym, które w yw ołują p r ą d y w s t ę p u j ą c e t e r m i c z n e .
A żeby w yjaśnić należycie powstawanie termicznych prądów wstę
pujących, powrócę jeszcze raz do rozważania warunków równowagi nie
stałej swobodnej atmosfery. Jeżeli wyobrazim y sobie powietrze o gra- djencie większym od 1° C, znajdujące się w spokoju, wówczas mamy na sobie ułożone warstwy powietrza coraz to chłodniejszego, a więc i ga
tunkowo cięższego. Układ zatem tego rodzaju znajduje się w równo
wadze niestałej lub chw iejnej i już najmniejsza przyczyna wystarcza do zachwiania tego stanu równowagi i uruchomienia olbrzymich mas powietrza. Uruchomienie to odbywa się w ten sposób, że jakaś masa ciepłego powietrza zaczyna się poruszać dogóry, mimo oziębiania się doznaje dalej wyporu, napotykając chłodniejsze masy powietrza. Masy, poruszające się dogóry, wytrącają ze stanu równowagi warstwy na
stępne, które też zaczynają się przez to wznosić i wreszcie na znacznych wysokościach skupienia poruszających się mas wzrastają do wielkich rozmiarów.
Tak zwany warunek ciągłości ruchu cieczy wymaga, by, skoro w jed- nem m iejscu powietrze się wznosi, w drugiem odpowiednie ilości po
wietrza opadały. Tak też się dzieje. Miejsca, gdzie powietrze się wznosi i opada, zmieniają się naogół szybko i obejm ują niewielkie stosunkowo przestrzenie. Skoro w jednem m iejscu przez dłuższy czas powietrze się wznosi, tworzą się „ k o m i n y “ w s t ę p u j ą c e g o w g ó r ę p o w i e t r z a . Powietrze w sąsiedztwie takiego komina zostaje do niego zassane, a na jeg o miejsce przypływ a powietrze inne, tworząc dookoła kominów wznoszących sfery prądów zstępujących.
Bardzo duży wpływ na intensywność ruchów pionowych atmosfery ma wilgotność powietrza i to w ten sposób, ż e , i m p o w i e t r z e z a w i e r a w i ę c e j w i l g o c i , t e m r u c h y t e s t a j ą s i ę i n t e n s y w n i e j s z e , i dalej, co ważne dla pilota, ruchy te dają się wówczas łatwiej zaobserwować. Para wodna, unoszona dogóry z p o
wietrzem, uzyskawszy pewną temperaturę i ciśnienie, zaczyna się skraplać, wydzielając przytem utajone ciepło lotności (ciepło paro
wania). Ciepło to para oddaje powietrzu, które tem intensywniej za
czyna wznosić się dogóry. Skroplona w postaci drobnych kropelek woda staje się widoczna jako chmury c u m u l u s (rye. 19). Zawsze zatem p o d c h m u r ą cumulusem m o ż n a s i ę s p o d z i e w a ć p r ą d ó w w s t ę p u j ą c y c h . Na podstawie tego, co poprzednio powiedziałem,
Meteorologja a szybownictwo. 19 w powstawaniu prądów w stępujących można rozróżnić dwie fazy, pierwsza to wystąpienie bodźca, w yw ołującego ruch, draga to początek kondensacji, p ow odu jący zwiększenie nasilenia prądu wznoszącego.
Przyczyną, w yw ołującą ruch atmosfery i kondensację, może b y ć:
1. Z w y cza jn y prąd w stępu jący, spow odow any przeszkodam i tereno- wemi, który d z i ę k i w y s t ę p u j ą c e j k o n d e n s a c j i staje się jeszcze siln iejszy;
2. W iry , powstałe z jakiegokolwiek pow odu;
3. Nierównomierne nagrzanie powierzchni ziem i;
4. W ystąpienie klina zimnego powietrza, wciskającego się pod warstwy powietrza ciepłego. M ówi się wówczas o t. z. fron cie burzowym.
Najważniejszym bodaj i najciekawszym z pom iędzy wymienionych wypadkiem pobudzenia do ruchu mas powietrza jest n i e r ó w n o m i e r n e n a g r z a n i e p o w i e r z c h n i z i e m i , a t e r n s a m e m i p o w i e t r z a . Silnie nagrzane powietrze nad polami zbóż, miastami, suchą rolą, zaczyna się wznosić, zaś nad lasami, rzekami i mokremi łą
kami opada. Powstają w ten sposób kominy wznoszącego i opadającego powietrza. Rozmieszczenie tych prądów w ciepły, bezwietrzny dzień, w zależności od ukształtowania powierzchni ziemi, przedstawia schema
tycznie rye. 19.
Nie zawsze jednak komin wznoszącego powietrza zostaje uwieńczony cumulusem. Jeżeli wilgotność powietrza jest mała, albo gradjent tem
peratury za mały, może się zdarzyć, że kom iny wznoszącego pow ietrza są zupełnie niewidoczne, ponieważ kondensacja wówczas nie występuje.
R yc. 20 przedstawia w poszczególnych stadjach powstawanie i zanik cumulusa. Szkic 1. ryc. 20 przedstawia pierwsze stadjum, gdy ciepłe powietrze zaczyna się wznosić w atmosferę, znajdującą się w równo
wadze niestałej. W drugiem stadjum powstaje komin ciepłego, wstępu
jącego powietrza, który ju ż nadaje się do wykorzystania go do wyko
nania lotu żaglowego, jest jednak niewidoczny. W następnem stadjum, gd y powstaje chmura, warunki są wybitnie korzystne i trw ają dalej przez czas, gd y wskutek kondensacji chmura rośnie, spiętrzając się w c u m u l u s c a s t e l l a t u s . W tym momencie jednak, gd y chmura jest już kompletnie wykształcona, należy się mieć na ostrożności, gdyż
20 Meteorolog ja a szybownictwo.
//W
hT I
- a r i i ' '
n/ erówno m/em <? n a g rza n ie Kom in wz.no s z ą c e g o g o wietrzą.
m.
Ł l
0.
Honóenz3cj<3t chmara rośnie
R yc. 20.
w następnem stadjum, gd y zaczyna się rozkład chmury, występują już prądy zstępujące, które nietylko nie są pożądane dla szybownika, ale mogą nawet spowodować tak szybką utratę wysokości, że mogą zmu
sić do lądowania, które można porównać z lądowaniem przymusowem samolotu motorowego. W ostatniem stadjum zupełnego rozproszenia chmury, gd y znajdzie się ona poniżej wysokości, na której występuje kondensacja, woda zaczyna parować, pobierając utajone ciepło paro
wania od powietrza, skutkiem czego to ostatnie, silnie oziębione, tern gwałtowniej opada. Podczas lotów pod chmurami pilot winien starać się latać pod chmurami dopiero powstającemi i następnie chmurę taką wykorzystać do końca. W chwili, gdy chmura zaczyna się rozpadać, na
leży z pod chm ury uciekać.- Sposób odbywania przelotów wyjaśnia ryc. 21. W idać z niej, ile traci pilot, przelatujący pod chmurami w lin ji prostej i nie w yzyskujący ich należycie. W ażnem też dla pilota jest orjentowanie się w prądach zstępujących, bo należy ich unikać równie dobrze, jak umieć szukać prądów wznoszących.
Do lotów takich koniecznym przyrządem jest w arjom etr, wskazu
jący, czy szybowiec w danej chwili wznosi się, czy też opada. Ze względu na możność dostania się w chmury, wskazanem jest zabieranie przyrządów do lotu we mgle.
Jak silne byw ają prądy wstępujące pod cum ulusamil Normalnie pod chmurami w dnie pogodne obserwowano prądy wstępujące od 1 do 3 m/sek. składowej pionowej prędkości. W wypadkach wyjątkowych
Meteorologja a szybownictwo. 21 pod chmurami burzowemi można zaobserwować prądy, dochodzące do 8 i więcej metrów na sekundę prędkości wznoszącej. P rąd y te są już jednak tak silne, że przeszkadzają kroplom deszczu w opadaniu, czem się tłum aczy występujące czasem zjawisko, że przy kolosalnych chmu
rach burzowych nie spada deszcz, lub jedynie wielkie i nieliczne krople.
Jako ostatni rodzaj lotu rozpatrzę l o t p r z e d f r o n t e m b u r z y . Zim ne masy powietrza wciskają się klinem pod powietrze ciepłe i zmuszają je do wznoszenia. Takie fron ty dochodzą czasem do kilkuset kilometrów długości.
R yc. 22 podaje schematyczny przebieg frontu burzowego. Parę go
dzin przed nadejściem fron tu widoczne są chm ury t. z. alto cumulus.
Przed samem nadejściem frontu wiatr najczęściej skierowany jest prze
ciw frontow i, co zresztą widoczne jest z ryciny. Przed zmianą kierunku i nasilenia wiatru występuje chwila ciszy a potem gwałtowny wzrost nasilenia wiatru, co stanowi poważną trudność w nawiązaniu kontaktu z frontem burzy, jeżeli startuje się ze zbocza.
W ystartowanie w chwili uderzenia wiatru zazwyczaj jest zapóźne, gdyż właściwy fron t przeszedł i łatwo wówczas dostać się w samą bu
rzę, co nie jest bezpieczne, lub w sferę prądów zstępujących walca burzowego. Podobny wypadek zaszedł na konkursie szybowców w Rhón w r. 1931, gdzie z pośród 12 szybowców, które wystartowały do lotu burzowego, zaledwie dwa dostały się na właściwy front. Lot powinien się odbyw ać przed właściwym fron tem ; lot taki jest bezpieczny i ma być, wedle opowiadań U roenhoffa i K ronfelda, bardzo spokojny, bez rzucania, w odróżnieniu od lotu pod chmurami i nad zboczem. Przed frontem burzy dokonał G roenhoff dwu największych przelotów, o dłu
gości 272 i 226 km. Pierwszy z tych przelotów rozpoczął się startem holowanym za samolotem. W edle zdania niektórych pilotów start holo
wany jest najodpow iedniejszy do rozpoczynania lotów burzowych.
Odczepienie z holu może nastąpić w dowolnem m iejscu najodpow ied- niejszem do nawiązania kontaktu z fro n te m ; nie zachodzi tu obawa spóźnionego startu i dostania się w burzę, ani startu zawczesnego w ciszy i wylądowania przed dostaniem się w prądy wznoszące przed czołem burzy, co tak łatwo się zdarza przy starcie ze zbocza.
R y c . 21. R y c . 22.
